1. Проект
«Мой зеленый город»
Команда:
Гордиенко Никита (лицей 142)
Клименко Милена (лицей «Универсум»)
Козлов Алексей (лицей 142)
Научный руководитель:
Гордиенко Юрий
(Институт металлофизики
им.Г.В.Курдюмова НАН Украины)
1
* подробности проекта по адресу: http://dg.imp.kiev.ua/slinca/my-green-city/CO

2. Проблема и цель исследования
2

3. Проблема
Вредные для здоровья выхлопы
автомобилей – это глобальная проблема
для всего мира!
Смог в Нью-Йорке, 1988
(Dr. Edwin P. Ewing, Jr. © public domain)
Киев – красивый город, но он является самой грязной столицей в Европе по
данным исследования Green City Index by Siemens.
В Киеве автомобили создают более 83% всех вредных выбросов!
Утренняя пробка на въезде в Киев, 2012
Цели исследования:
- изучить распределение выхлопов автомобилей;
- найти наиболее опасные условия;
- оценить риски для личного здоровья.
3

4. Гипотеза
Опасность загрязнения выхлопами автомобилей вызвана не
только общим количеством автомобилей и интенсивностью
их движения, но также:
• неравномерностью загрязнения в самых непредсказуемых
местах,
• неравномерностью загрязнения во времени,
• неравномерностью загрязнения от типов и видов
транспорта,
• разной степенью риска получить дозу вредных газов в
зависимости от места проживания и способа поведения на
улицах и дорогах.
4

5. Что было известно до сих пор
Состав выхлопных газов
Содержание
по объему, %
Двигатели
Компоненты выхлопного газа бензиновые дизели Примечание
Основные реакции-источники вредных
Азот 74,0 - 77,0 76,0 - 78,0 нетоксичен
Кислород 0,3 - 8,0 2,0 - 18,0 нетоксичен газов в выхлопе автомобиля:
Пары воды 3,0 - 5,5 0,5 - 4,0 нетоксичны CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O
Диоксид углерода 5,0 - 12,0 1,0 - 10,0 нетоксичен 2 CH4 + 3 O2 → 2 CO + 4 H2O
Оксид углерода (CO – угарный газ) 0,1 - 10,0 0,01 - 5,0 токсичен
Углеводороды неканцерогенные 0,2 - 3,0 0,009 - 0,5 токсичны
N2 + O2 → 2 NO
Альдегиды 0 - 0,2 0,001 - 0,009 токсичен N2 + 2 O2 → 2 NO2
Оксид серы 0 - 0,002 0 - 0,03 токсичен
Сажа, г/м3 0 - 0,04 0,01 - 1,1 токсична
Бензопирен, мг/м3 0,01 - 0,02 до 0,01 канцероген
Измерения
глобального
распределения
выбросов газов
из космоса
© NASA, public domain
5

6. Эксперимент
6

7. Эксперимент: общая схема
Место измерения
уровня CO
© Wikipedia, public domain
Химический сенсор GPS в телефоне + GPS-спутник
© El pak, public domain
Точность измерений: 1 ppm.
Диапазон измерений: 1-1000 ppm.
База данных База данных
CO-показаний GPS-координат
Карта CO-загрязнения
7

8. Эксперимент: данные полевых измерений
GPS-координаты
© El pak, public domain
Жилая зона
Крупная дорога
Измерения уровня СО (данные сенсора) выполнялись на
заданных маршрутах движения с записью:
• GPS-координат и времени (через мобильный телефон),
• уровня СО и времени - в памяти сенсора
Исторический центр
8

9. Эксперимент: данные СО-измерений на карте
После синхронизации показаний сенсора и GPS-координат (сопоставлении данных с
одинаковым временем) удалось составить таблицу:
… а на основе таблицы карту Киева:
Визуализация СО-измерений на электронной карте Киева
http://dg.imp.kiev.ua/slinca/my-green-city/CO 9

10. Визуализация самых грязных мест по измерениям СО
10

11. Виртуальный прогноз распространения загрязнения
11

12. Наблюдения
(в типичных зонах
«обитания»)
12

13. Наблюдения: крупная дорога
Очаги загрязнения:
перекрестки, транспортные развязки
13

14. Наблюдения: исторический центр
Очаги загрязнения:
практически нет, кроме
одной точки
(случайный автомобиль, ~3
ppm)
14

15. Наблюдения: жилая зона
Очаги загрязнения:
маршрутные такси, ремонтные
трактора, автобусы на
остановках (1-20 ppm)
15

16. Анализ типичных маршрутов школьников
Анализ маршрутов движения в
школу одноклассников, которые
«Беличи»
живут на окраине города в
«зеленой» зоне («Беличи»), в
«Зоопарк» центре вдали от больших дорог
(«КПИ») и в центре вблизи от
больших дорог («Зоопарк»)
Школа «КПИ»
16

17. Выводы и советы для практики
17

18. Выводы про распределение загрязнения
© NASA, public domain
Измерения СО-уровня (в единицах 1 ppb = 0.001 ppm) в тропосфере
Точечные измерения СО-уровня (все точки, где >1
инструментом MOPPIT (2010)
ppm) в Киеве в рамках этого проекта «Мой зеленый
город»
• очень неравномерно в пространстве,
• очень динамично меняется со временем,
• очень опасно в течение длительного времени в связи с частым
накоплением малых доз в местах загрязнения,
• непредсказуемо опасно при слабом контроле за старым
автотранспортом.
18

19. Советы для практики
Проводить регулярный мониторинг уровней выхлопа в общественных
местах (по примеру данного проекта) и публиковать эти данные в
открытом доступе!
Организовать парковки и стоянки транспорта как можно дальше от
школ, садиков и пешеходных зон!
Исключить из общественного и грузового транспорта устаревшие
образцы техники с аномально высоким уровнем выхлопа!
Ужесточить контроль за уровнем выхлопа общественного транспорта,
особенно внутри салона и особенно в автобусах устаревших типов!
19

20. Планы на будущее
Мы не профессионалы в научных областях, НО мы…
- видим проблему
- способны ее оценить простыми и доступными методами
- обращаем внимание всех на угрозы (здоровью, среде, …)
- предлагаем всем заинтересованным (компаниям, властям, частным
лицам… волонтерам!) участвовать (в ее исследовании, решении, …)
Наша задача: ОТКРЫТО и ПУБЛИЧНО
- информировать общество об угрозах
- демонстрировать, что это может сделать каждый (даже школьник!)
- …
- обнаруживать и искать пути решения других проблем
- …
- получать удовольствие от процесса изучения окружающего мира … :)
20

21. Наш проект получил признание в мире…

22. Благодарности
Нашим родителям (Гордиенко Ларисе, Козловой Оле, Клименко Инне и Руслану)
- за поддержку и советы!
Бьорну Хоерману (Bjoern Hoehrmann) и Дейлу Лейну (Dale Lane)
- за использование в нашей работе скриптов OpenLayers Heatmap Layer на
правах некоммерческого использования.
Проекты FP7 Европейского союза:
DEGISCO
SCI-HUB
International Desktop Grid Federation (IDGF)
- за идею волонтерских вычислений и измерений,
информационную поддержку,
консультации.
Спасибо за внимание!
22